自從USB-IF發布USB Type-C接(jie)(jie)口(kou)(kou)以來，筆記(ji)本產品為了更加輕(qing)薄美觀，悄悄開始“精兵(bing)簡(jian)政(zheng)”。一些極(ji)端的廠商甚至(zhi)把3.5mm接(jie)(jie)口(kou)(kou)、HDMI接(jie)(jie)口(kou)(kou)、USB-A接(jie)(jie)口(kou)(kou)都取消，只(zhi)留下USB Type-C接(jie)(jie)口(kou)(kou)。
極(ji)致精簡的(de)USB Type-C接(jie)口(kou)
出現這種情況，是因為舊接口功能或性能已不能滿足日益高速通信的需求，但更重要的原因是USB Type-C自誕生以來，就被賦予偉大使命——統一電源、音頻、視頻接口。用戶只需插拔一次Type-C接口，即可實現筆電充電同時投屏或連接鼠標，在電源管理同時實現數據管理，從而獲得更加極致精簡的非凡產品體驗。
如此強(qiang)大的體驗提升，需(xu)要依賴(lai)于USB Type-C接(jie)口的靈(ling)魂——PD協議（Power Delivery）。
通過(guo)PD協議進(jin)行 Alt Mode配(pei)置，除了USB協議以(yi)外還允許其他協議在Type-C接(jie)口(kou)(kou)上通過(guo)USB連接(jie)傳輸(shu)，比如DisplayPort、HDMI、MHL及Thunderbolt等(deng)。Alt Mode是(shi)USB Type-C實現接(jie)口(kou)(kou)統一的(de)殺(sha)手(shou)锏，PD-HOST控(kong)制器(qi)(qi)和PD-DEVICE控(kong)制器(qi)(qi)與單純的(de)PD電(dian)源控(kong)制器(qi)(qi)之間最大(da)的(de)區別就在于(yu)Alt Mode的(de)支持。PD-HOST控(kong)制器(qi)(qi)和PD-DEVICE控(kong)制器(qi)(qi)在PD協議握(wo)手(shou)后，可通過(guo)結構(gou)化的(de)VDM命令來實現配(pei)置以(yi)及進(jin)入(ru)或退出Alt Mode。
既然Alt Mode這么強大(da)，那么如何觸發進入DP Alt Mode？通過(guo)以(yi)下步驟即可實現：
① Type-C接口(kou)通過(guo)CC偵測到設備接入
② VBUS輸(shu)出(chu)5V電壓(ya)
③ 通(tong)過CC與設備進行(xing)PDO協商，VBUS根(gen)據(ju)PD電源(yuan)協商的結果進行(xing)調整
④ 使用結(jie)構化的VDM進行協商Alt Mode握手
⑤ Alt Mode握手成(cheng)功，繼續進行DP link training來(lai)建(jian)立DP連接
⑥ USB和(he)(he)DP通(tong)道準備就緒(xu)進行Type-C數據(ju)和(he)(he)視頻信號(hao)傳輸
未來筆記本的USB Type-C接口發展方向
當前，通過USB Type-C接口，我(wo)們僅需一根線纜將筆(bi)記(ji)本(ben)與擴展塢連(lian)接，即可完成對筆(bi)記(ji)本(ben)電腦的充電、外(wai)接顯示(shi)器、外(wai)接鼠標鍵盤、網線連(lian)接、外(wai)置硬盤的連(lian)接工作。
依照筆記本廠商“化繁為簡”的算法公式，除了現有的HDMI、VGA、3.5mm、Type-A、RJ45網線等接口，未來筆記本還有什么功能可能會精減出去？答案是顯卡。
筆記本的(de)(de)便攜性(xing)(xing)和(he)高(gao)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)矛盾不(bu)可(ke)調和(he)：輕薄本采用集成顯卡，雖然重量輕攜帶方(fang)便，但應對游戲(xi)及大(da)型圖形軟件(jian)時(shi)性(xing)(xing)能(neng)不(bu)足。游戲(xi)本往(wang)往(wang)過于厚重，隨(sui)身(shen)攜帶極(ji)不(bu)方(fang)便。可(ke)謂(wei)是魚與熊掌難(nan)以兼(jian)得。
但是，隨著USB-IF推出USB4標準，并向下兼容USB2.0、USB3.0、USB3.1、USB3.2和雷電(dian)3，得益于USB4接口(kou)(kou)最(zui)大吞吐量達到40Gbps，是現在常用的USB3.0接口(kou)(kou)速度(du)的8倍，能夠很好滿足顯卡(ka)(ka)外置(zhi)的需要，使(shi)得在筆記本(ben)電(dian)腦上實現外接臺(tai)式機顯卡(ka)(ka)成為可(ke)能。
當(dang)筆記本的顯卡外置，我們日(ri)常外出(chu)可(ke)攜帶輕薄本，當(dang)需要玩游戲及(ji)使用(yong)大型圖形軟件時，可(ke)連接擴展(zhan)塢以(yi)提升性能(neng)，非(fei)常方便。
芯海科技針對筆記本USB Type-C的產品開發
基于上述應用(yong)背景，芯海科技針對PD-HOST和PD-DEVICE特性，精心設計CS32G051芯片(pian)。CS32G051芯片(pian)資源如下(xia)：
CS32G051芯(xin)片模(mo)塊資源圖
◆ 支持FRS功能
CS32G051集(ji)成硬件(jian)化FRS信號(hao)檢(jian)測(ce)，可精準檢(jian)測(ce)Device端60-120us的(de)FRS脈沖信號(hao)，具有檢(jian)測(ce)時間精準、響應速度快的(de)特點(dian)，可靈活設(she)置以兼容市場上的(de)USB Type-C接口擴展塢(wu)產品(pin)。
◆ 支持多種低功耗模式
CS32G051集(ji)成USB Type-C接(jie)口(kou)PD協議低功耗模塊，可(ke)(ke)以做(zuo)到睡(shui)眠(mian)期間實時(shi)偵測CC電平信(xin)號，快(kuai)速響應Type-C接(jie)口(kou)插拔事件。另外在PD設備常(chang)連接(jie)狀態下，CS32G051也可(ke)(ke)進入(ru)低功耗睡(shui)眠(mian)狀態，有PD通信(xin)數據流(liu)即可(ke)(ke)實時(shi)喚醒系(xi)統，從低功耗睡(shui)眠(mian)狀態切(qie)換到正常(chang)PD通信(xin)狀態，可(ke)(ke)做(zuo)到數據0丟包。低功耗狀態工作電流(liu)可(ke)(ke)做(zuo)到＜500uA@3.3V。
◆ 支持多種ALT Mode
CS32G051的PD協議(yi)通過結構化的VDM命令實現配置(zhi)，以進入(ru)或退出ALT Mode。PD協議(yi)棧可(ke)靈(ling)活定制適配不同的ALT Mode，包括(kuo)DP Mode、USB4 Mode等。
◆ 支持UVDM定制
CS32G051除了支持(chi)結(jie)構化(hua)(hua)的VDM命(ming)令(ling)，還支持(chi)非(fei)結(jie)構化(hua)(hua)的UVDM，用戶產品(pin)可通過自定義UVDM定制化(hua)(hua)自己的生態鏈產品(pin)，如超級(ji)快充、超低功耗模(mo)式、DEBUG模(mo)式等。
◆ 集成BC1.2模塊、USB2.0 SWITCH和SBU SWITCH
CS32G051 BC1.2模塊(kuai)、USB2.0 Switch和(he)SBU Switch，通過(guo)BC1.2模塊(kuai)自動識(shi)別接入設(she)備的類(lei)型。如(ru)果接入的是(shi)(shi)SDP端(duan)口(kou)或CDP端(duan)口(kou)，CS32G051 控(kong)制USB2.0 Switch讓DP\DM導通到SOC端(duan)，如(ru)果接入的是(shi)(shi)DCP端(duan)口(kou)，CS32G051 控(kong)制USB2.0 Switch讓DP\DM導通到BC1.2模塊(kuai)。另外，CS32G051 通過(guo)Type-C模塊(kuai)可(ke)識(shi)別到正反(fan)插(cha)(cha)狀態，進一(yi)步(bu)控(kong)制SBU Switch進行正反(fan)插(cha)(cha)控(kong)制。
支持多種快充協議
CS32G051 集成多種協議棧，除了PD協議外，還可以支(zhi)持到SCP、AFC、QC2.0/3.0等(deng)多種快充協議。
芯海科技PD系列芯片全場景應用領域
芯海科技作(zuo)為國(guo)內首批推出(chu)PD MCU的芯片原廠，參(can)與(yu)中國(guo)快充(chong)行業標(biao)準UFCS制定。公(gong)司PD系列(lie)芯片產(chan)(chan)品(pin)迄今已歷經三次迭代，提(ti)供全(quan)方(fang)位的快充(chong)協(xie)議(yi)(yi)支持(chi)，可(ke)使(shi)用(yong)一顆(ke)協(xie)議(yi)(yi)芯片，完(wan)成充(chong)放電、投(tou)屏(ping)、數據(ju)通信等功能(neng)，幫助客戶簡化產(chan)(chan)品(pin)設計同時增加產(chan)(chan)品(pin)賣點，并(bing)廣泛應用(yong)于筆(bi)記本、PC Host、便攜(xie)顯示屏(ping)、HUB、Dock等全(quan)場景應用(yong)領(ling)